一种新颖的光纤光栅轮轴计数传感器

基于光纤Bragg光栅传感原理，采用双光栅匹配滤波强度解调方案，研制了一种新型的光纤光栅轮轴计数传感器。从理论上分析了该传感器的工作原理，并进行了实验研究，取得了理论与实验一致的结果。这种光纤类传感器具有不怕潮湿、粉尘、抗电磁干扰等优点。此外，由于使用双光栅匹配滤波强度解调方案，不必使用昂贵的波长解调设备，所以该传感器成本低，有望替代现有的电类产品，在工程实践中获得广泛应用。     

光纤光栅传感系统解调方法概述

光纤光栅传感系统的测量信息以波长编码的形式被解调系统接收,通过测量波长的移动得到传感信号的变化,波长编码信号的解调是光纤光栅传感系统工业化的关键技术之一。总结了目前出现的多种光纤光栅传感解调系统的工作原理,分析了各自的特点,重点分析了滤波解调法,并在此基础上展望了光纤光栅传感系统解调技术的研究方向。     

基于啁啾光纤光栅称重传感器的研究

利用啁啾光纤光栅匹配滤波解调技术,研制了应用于大型称重系统的光纤光栅称重传感器,在压力为0~90 kN测量范围内,得到了线性度0.999 93和重复误差0.09%FS的实验结果。该传感器避免使用昂贵的波长解调设备,结构简单,成本低,有望在工程实践中获得实际应用。     

利用波分复用器实现FBG动态传感解调

为解决因宽带光源光功率不稳定而造成解调误差较大,以及使用普通光纤Bragg光栅(FBG)解调仪器价格昂贵的问题,提出了一种利用粗波分复用器(CWDM)解调光栅信号的方案.根据FBG反射谱和CWDM边带的滤波特性,采用边带滤波的强度检测方法,设计的全光纤传感解调系统,用于对单点FBG波长移动的解调.运用MATLAB进行数值模拟,结果表明,系统动态范围宽,输出与输入呈线性关系,消除了因光源强度波动和光纤连接器不牢固引入的测量误差.     

冲击波超压测试中工频干扰消除方法

消除工频干扰方法可以有效地消除传感器在接收信号的过程中产生的不必要干扰因素.文中通过分析冲击波超压测试中工频干扰产生的原因,提出自适应信号噪声抵消方法与陷滤波方法,利用自适应信号噪声抵消法与陷滤波法对工频干扰进行消除,并运用MATLAB来进行仿真.实验结果表明:在时域上,自适应噪声抵消法的降噪幅度比陷滤波法有一定提高;在频域上,用自适应噪声抵消法处理后的冲击波的有效频率优于陷滤波法.     

基于TMS320C6416GLZ的Sobel算法图像边缘检测

针对图像边缘检测方法在抗噪声性能和边缘定位等方面存在的缺陷,实现大图像库中图像边缘的精确提取等问题,本文借助于中值滤波及TMS320C6416GLZ专用处理芯片,对图像边缘检测算法进行了改进。试验结果表明,中值滤波对于消除孤立点和线段干扰非常有效,图像噪声得到了明显的抑制,尤其是改进算法后检测出的边缘,抗噪声能力强,边缘定位准确,检测出的边缘也较为细致。该算法增强了Sobel算子的实用性。     

基于高速光纤光栅解调器数据采集的实现

针对基于以太网口传输的高速光纤光栅解调器,在VC环境下应用WinSock中UDP套接字实时的接收光栅波长编码数据包,并有效的利用VC强大的界面开发功能和多线程技术,在上位机终端数据录取中进行了仿真与测试,实现了基于高速光纤光栅解调器波长解调数据的采集与显示处理,实践证明可提高解调器数据接收的实时性和准确性.     

长周期光纤光栅解调的FBG温度传感系统

长周期光纤光栅是特定波长范围内的线性滤波器件,该文设计了长周期光纤光栅解调的布拉格光纤光栅温度传感系统。在布拉格温度传感器中,布拉格光纤光栅的反射波中心波长随温度的改变会引起一定程度的漂移,设计布拉格光纤光栅的波长变化在长周期光纤光栅的线性吸收区域,可以使长周期光纤光栅对布拉格光纤光栅的反射波长的吸收随波长而改变,随后使用光电传感器可以得到电信号与温度信号的相对应关系,从而把温度信号转换成了电信号。对该系统的测试及仿真结果证明,该系统有很好的温度检测功能。     

一种新型的光纤光栅应变传感器解调方法

为判断作用在传感光栅上的轴向应变,提出了一种光纤光栅应变传感解调新方法。该方法基于光纤光栅匹配滤波技术,使解调光栅受压电陶瓷驱动,对传感光栅反射光波进行波长扫描,将应变引起的传感光栅布拉格反射波长的漂移,变为解调光栅透过的负脉冲在时域中的间隔变化。该系统的传感灵敏度实验值89.132×10~(-6)ε/ms与理论值85.470×10~(-6)ε/ms基本吻合。     

可调激光边沿滤波解调光纤光栅实时应变测量

提出了利用波长可调谐激光器对光纤光栅进行边沿滤波解调的新方法，该方法可实现多个测点动态应变的实时监测。实验将多个“贴片式”光纤Bragg光栅应变传感器固定在武汉长江二桥箱形梁的选定点上，这些应变传感器通过光缆串联并接回监控室，在监控室内使用可调谐半导体激光器做光源，利用边沿滤波解调原理，对多个测点的动态应变进行实时测量，得到这些测点的动态应变波形，取得了很好的实验结果。该解调方法适合于进行多点的实时应变测量，克服了边沿滤波解调只能进行单点测量的缺点。     

光纤电场传感器中的调制与解调技术

研究了光纤电场传感器中的调制与解调技术，提出了对光源脉冲调制和对光电信号解调来抑制光电信号中噪声和补偿光功率的不稳定的方法。并将这一技术应用于单光路检测系统，获得了满意结果。     

基于光纤光栅的温度不敏感光学麦克风

研制了一种基于光纤光栅的温度不敏感型光学麦克风。该麦克风由振膜传感声波信号,由一对匹配光栅来实现波长调制解调的功能,同时匹配光栅还可作为温度补偿的装置。从理论上解释了匹配光栅温度补偿的原理。实验证明,这种光学麦克风不仅能够获得稳定的传声效果,而且表现出较宽的频率响应范围(400~2 100Hz)和平坦程度,并且静态输出光功率随外界温度变化仅为0.0233 dBm/℃,表现出对温度的不敏感性。     

多功能电能表的电快速瞬变脉冲群问题处理方法研究

针对多功能电能表的电快速瞬变脉冲群(electrical fast transient,EFT)抗扰度问题,分析了EFT产生和骚扰机理,研究了EFT的处理方法,提出了针对多功能电能表电源输入端口电快速瞬变脉冲群问题的解决方法.试验结果表明,所提方法可以有效提高多功能电能表的EFT抗扰度等级,达到GB/T 17626.4—2006标准要求.     

面向电力OPGW光缆的故障精准快速定位方法

电力光纤复合架空地线(OPGW)兼具电力通信网的地线和通信功能,对其故障精准快速的定位是确保电力通信网及电网安全稳定运行的重要前提。为解决电力OPGW光缆实际运维工作中故障定位难的痛点问题,提出了一种基于分布式传感技术的OPGW光缆故障精准快速定位方法,利用光纤的分布式布里渊频移特性,准确地识别线路光缆接续盒,标定线路接续杆塔位置,并以接续杆塔为新坐标,实现故障的精准快速定位,有效地提高了光缆运维水平。现场实验结果表明,与传统的光时域反射仪测试结合人工巡线的定位方法相比,所提方法将故障定位时长由天级缩减至小时级,故障定位精度由千米级缩减至米级。     

基于FBG传感系统的可调光滤波器非线性研究

采用光纤布拉格光栅(FBG)传感系统研究压电陶瓷(PZT)驱动法布里-珀罗(F-P)型可调谐光滤波器(TOF)的非线性特性。基于多光束干涉理论建立了TOF的非线性模型,推导了透射带波长和自由光谱范围(FSR)对驱动电压的非线性响应;基于FBG传感系统测试了F-P型TOF的波长非线性,并采用多项式拟合对其进行描述,实测F-P型TOF波长的非线性误差最大为1.006 nm;基于F-P型TOF的非线性模型,研究了其波长定位误差,并提出采用参考光栅的方法降低波长定位误差。实验表明,F-P型TOF的波长随机误差可由73～81 pm降至12 pm以下。     

光纤布拉格光栅传感技术在土木结构健康监测中的应用

介绍了光纤布拉格光栅传感器的工作原理，阐述了光纤布拉格光栅传感技术在土木工程结构健康监测中的应用现状及其发展趋势。